מה היכולת של אורגניזם לעמוד בשינויים בגורמים אביוטיים וביוטיים במערכת אקולוגית?

כפי שאמר הארי קאלאהן בסרט מגנום פורס, "אדם ידע להכיר את מגבלותיו." אורגניזמים בכל רחבי העולם עשויים שלא יודע, אך לעתים קרובות הם יכולים לחוש, את הסובלנות שלהם - המגבלות על יכולתם לעמוד בשינויים בסביבה או מערכת אקולוגית. יכולתו של אורגניזם לסבול שינויים יכולה להשפיע הן על יכולתו לשרוד ולהתרבות במערכת אקולוגית קיימת והן על יכולתו לעבור למערכות אקולוגיות חדשות.

לכל האורגניזמים יש התאמות שמאפשרות להם לשרוד בתנאים מסוימים בסביבתם או במערכות האקולוגיות שלהם. חלק מהגורמים האביוטיים, או שאינם חיים, המשפיעים על יכולתם של אורגניזמים לשרוד כוללים טמפרטורה, זמינות האור, אדמה סוג, מים, רמות מליחות של אדמה או מים, חמצן, חומציות / בסיסיות (רמות pH) של אדמה או מים, רמות תזונה אורגניות, אחרים כימיקלים, קרינה, שינויים בטמפרטורה עונתית ומזג האוויר, לחץ רוח, אוויר או מים, גלי ים, מאפיינים טופוגרפיים גוֹבַה. באוקיינוס, לחץ הידרוסטטי הופך לגורם בהגבלת סוגי היצורים שיכולים לשרוד בעומק רב. באזורים הרריים ניתן להפחית את זמינות החמצן באטמוספירה, מה שבא לידי ביטוי בפיזיולוגיה של אורגניזמים החיים שם.

גורמים ביוטיים, או חיים, יכולים להשפיע גם על יכולתו של אורגניזם לשרוד במערכת אקולוגית. הם כוללים זמינות מזון, תחרות עם אורגניזמים אחרים, זמינות כיסוי צמחים, טורף, מחלות, טפיליות, צפיפות, פיצול בתי גידול ונוכחות אוכלוסיות אנושיות. מחסור בעצים עלול להשפיע על אוכלוסיות ציפורים או אורגניזמים אחרים, אשר עשויים להסתמך על כיסוי עצים לצורך קינון והסתרה מפני טורפים. גורמים ביוטיים מסוימים משפיעים גם על גורמים אביוטיים, כמו צמחים הגדלים גבוה יותר מצמחים מתחרים ונחסמים אור שמש, או מחסור בחומרים אורגניים מתפרקים או חיידקים מקבעים חנקן המובילים לרמות חנקן נמוכות באזור אדמה.

טווח הווריאציות לפיו מינ יכול לתפקד ולהתרבות נקרא טווח הסובלנות שלו. אורגניזמים מסוימים מחזיקים במגוון רחב של סובלנות לתנאים סביבתיים מסוימים, אך רובם שורדים בצורה הטובה ביותר בטווח צר יותר הנקרא הטווח האופטימלי שלהם. ככל שהתנאים בסביבה עוברים רחוק יותר מהטווח האופטימלי למין, אוכלוסיות של אותו מין נוטות להידלדל. ניתן לתת מינים הסובלים טווח מצומצם של תנאים לגורם סביבתי ספציפי שם עם הקידומת "steno-", כגון stenohalines, שיכולים לסבול רק טווח צר של מְלִיחוּת. לאורגניזמים הסובלים מגוון רחב של תנאים יש את הקידומת "eury-", כגון eurytopics, שיכולה לשגשג במגוון רחב של סביבות. דגים בשפכים, בהם רמת המלח במים יכולה להשתנות, הם אוריחלינים. מינים שהוצגו המתחרים על מינים מקומיים עשויים להחזיק את היתרון במגוון רחב יותר של סובלנות מאשר המינים המקומיים. כאשר פעילויות אנושיות - כולל הרס בתי גידול, שריפת דלקים מאובנים וזיהום - משנות סביבה, היא עשויה לבחון את גבולות הסובלנות של מינים מסוימים מעבר ליכולתם לשרוד; מוות או אפילו הכחדה של מינים עלולים להיגרם.

חלק מהאורגניזמים, המכונים אקסטרופילים, הסתגלו לשרוד בסביבות שרובם המכריע של האורגניזמים האחרים על פני כדור הארץ לא יכלו לסבול. האצידופילים חיים ברמות pH נמוכות מאוד, אנדוליטים בתוך סלעים או בנקבוביות בין גרגירים מינרליים, הלופילים במליחות גבוהה במיוחד, אנאירובים בנוכחות ללא חמצן, פסיכופילים בטמפרטורות של 15 מעלות צלזיוס ומטה, ברופילים בלחץ הידרוסטטי גבוה במיוחד וזארופילים במקומות כמעט ללא מים. באופן מוזר, קיצוניים יכולים להיות בעלי טווח סובלנות צר. לדוגמא, אנאירובים מחויבים אינם יכולים לצמוח בסביבה כאשר קיים חמצן, וחלקם אף ימותו.